[发明专利]基于TCP连接数量动态调节的高并发TCP应用拥塞控制方法

说明书

本发明公开了基于TCP连接数量动态调节的高并发TCP应用拥塞控制方法，属于计算机通信网络技术领域，解决高并发TCP应用在数据发送或接收端引发严重拥塞，从而导致应用吞吐量急剧下降的问题。根据网络带宽容量和网络中单条TCP连接平均传输速率，计算其并发TCP连接数量上限的初始值；根据并发TCP连接数量上限的初始值，新建对应数量的并发TCP连接；根据并发TCP连接的状态，动态调节并发TCP连接数量上限；根据调节后的并发TCP连接数量上限和当前并发TCP连接的数量，新建对应数量的并发TCP连接，完成对高并发TCP应用的拥塞控制。

技术领域

本发明涉及计算机通信网络，具体涉及基于TCP连接数量动态调节的高并发TCP应用拥塞控制方法。

背景技术

随着分布式计算及存贮技术的快速发展，高并发TCP应用在计算机通信网络中得到了广泛部署。这类应用通过建立并发TCP连接同时从大量数据源获取信息，然后将这些信息汇总以进行下一步处理。例如，在电力系统保护通信专网中，保护主站需要定期从海量电力接入终端读取设备日志，然后根据汇总数据判定电网的运行状态；在数据中心中，搜索应用会将搜索任务分解为子任务并分配给数百个服务器处理，然后再汇总这些服务器的处理结果以得出最终的搜索结果。

但是，高并发TCP业务具有突发大流量的特点，极易在数据发送端或接收端造成严重拥塞。在极端拥塞情况下，大量并发TCP连接由于丢包过多而陷入超时重传状态，即TCP连接在一段时间内暂停发送数据包(默认值为200ms)。这将大幅降低TCP传输速率，并最终影响应用的整体通信性能。

通过控制高并发TCP的拥塞程度，可以有效解决高并发TCP应用因严重拥塞而面临的通信性能下降的问题。根据这一思路，研究者们提出了许多针对高并发TCP的拥塞控制方法。但是，这些方法都是基于网络设备或传输控制协议的拥塞控制方法，必须对网络硬件或终端操作系统进行实质性的修改，需要耗费大量的人力、物力，因此难以在现实网络中实现快速、大规模部署。

发明内容

本发明为了解决现有技术的缺陷和不足，提供基于TCP连接数量动态调节的高并发TCP应用拥塞控制方法，在不修改网络硬件或终端操作系统的前提下，通过动态调节TCP连接数量的方式将网络拥塞程度控制在合理范围之内；本发明一方面充分利用网络带宽容量，另一方面避免高并发TCP应用在传输数据时造成严重网络拥塞，从而有效提高应用的通信性能。

本发明通过下述技术方案实现：

基于TCP连接数量动态调节的高并发TCP应用拥塞控制方法，包括以下步骤：

S1、通过网络带宽容量和网络中单条TCP连接的平均传输速率，计算高并发TCP应用的并发TCP连接数量上限的初始值；

S2、根据步骤S1中计算所得的并发TCP连接数量上限的初始值，建立对应数量的并发TCP连接；

S3、根据步骤S2中所述的并发TCP连接的状态，动态调节并发TCP连接数量上限；

S4、根据步骤S3中所述动态调节后的并发TCP连接数量上限和当前并发TCP连接数量，重新建立对应的数量的并发TCP连接，完成对高并发TCP应用的拥塞控制。

进一步的，所述步骤S1中所述高并发TCP应用的TCP连接数量上限的初始值的计算公式如下：

n₀＝max{1,C/X}

其中，n₀为高并发TCP应用的TCP连接数量上限的初始值，C为网络带宽容量，X为网络中单条TCP连接的平均传输速率。

进一步的，所述步骤S2的具体步骤包括：